我们都十分熟悉C和Ku波段。这些波段通常被用来做数字电视的传输。我们有些读者也知道S波段。然而,可以被用来进行卫星通讯的频谱并不限于以上所述。在 我们转到Ka波段之前,让我们先看看全部的无线电频谱。如图1所示。
一般地,无线电波自3Hz始,止于3000GHz。在现实世界中,极低端不用于通常的广播。典型的无线电接收机所用的“长波”波段从大约100KHz(低 频范围)开始,较低的频率范围可能用于水下通讯、矿井或地球物理测量通讯中。
这样一个主题对无线电爱好者来说十分有趣。低频对卫星工业来说就兴趣寡然了。总的说,低频信号不适合短瞬时间里传送大量的数据。我们可以想想传输数字(或 模拟)电视要从100MHz左右起始。我们另外必须要考虑进来的是地球大气的属性。低频和较高频信号在穿越我们的大气时被严重吸收。在图1中,你可以看到 我们能用来作卫星通讯的频率范围——绿条始于约20MHz,止于大约40GHz。偶尔,较低和较高的频率也可以接受,但仅限于这一范围内,信号不被严重衰 减。
在图1所示的范围名称并非我们使用的仅有部分。当然,你熟悉C波段和Ku波段名称。这些波段和其他波段在一起显示在图2中。“正式”的Ku波段始于 12GHz而有些Ku波段的转发器竟低于11GHz,这正规来说属于X波段,也许你会对此有点奇怪。实际上,下行传输既使用Ku波段也使用X波段,而上行 传输只使用Ku波段。因此我们称其为Ku波段卫星或转发器。此外,你还应该记住我们不能在卫星下行传输中使用全部的波段(Ku、C或诸如此类)。要为上行 保留部分波段,而且有些波段要供军事或特定服务(如雷达)使用。
然而,显而易见的是:电视或数据频道的空间使用Ka波段要大大广于使用C波段和Ku波段的总和。从18GHz到40GHz我们取22GHz!
毫不奇怪,对卫星服务供应商来说,Ka波段变得越来越令人关注。
地球大气对各种频率所起作用不同。图3表明我们的大气在干和湿时的衰减情况。22GHz左右的衰降由水汽导致。要是我们必须对此加以考虑,我们会毫无问题 地使用高达50GHz这样的频率,少于1db的衰减没啥大不了的。
不幸地是,这并非全局情况。大气中包含水汽是一回事,而雨水是另一回事。象在图4中你看到的:雨水导致的衰减随频率的增加而增加。
这就是为什么Ka波段在高速互联网通道中比标准的卫星电视中使用更普遍。如果我们谈论全球网际的数据收/发,少量数据包的丢失不是多大的问题。我们的设备 将有心一再请求所错失的数据并最终使我们览看到网页的本来面目。短瞬或稍久的延迟在基于互联网的通讯中通常不会产生问题。当然,数字电视接收就不能一视同 仁了。
〖例证:美国WildBlue公司〗
虽然象QPSK调制、纠错方案、小卫星天线这几种应用有类似之处,但还是有一个显著的不同。Ka波段的卫星设备被造成一个无线电收发两用机,而不是一个接 收机。如果我们有一款如美国WildBlue公司的设备,那我们不但可以接收来自卫星的数据,也一样可以传送数据。这就是双向通讯。没有电话线或任何东西 被用来完成互联网连接。使用19.7-20.2GHz频率范围接收,29.5-30.0GHz频率范围传送,此时中频设置为:1.0-1.5GHz和 1.8-2.3GHz来分别进行接收和传送。调制解调器的接收器可以处理FEC为1/2、2/3和3/4的QPSK信号和FEC为2/3和5/6的 8PSK信号。传送时,只有FEC=1/2的QPSK信号可用。传送到终端用户所用天线为卡塞格伦型(Cassegrain type)。
〖结论〗
那么,Ka波段就是卫星通讯的未来吗?是,也不是。说是,因为我们不断地需要越来越宽的宽带信号,而较低的波段利用殆尽。Ka波段在已有的卫星方位上为我 们提供了额外的频率范围。说不是,因为比Ku波段,尤其是C波段它更受天气所影响。所以,除非所选的世界区域天干气燥,将数字电视转发器从较低的波段移到 Ka波段会是非常冒险的一步。
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